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Física Experimental 1 Laborátorio 10- Rotação Carolina Caruso Diego Paifer Yuri Briedis Zoraide Baracho Turma: FF Resumo Nessa experiência, estudamos o movimento e a rotação de dois discos concêntricos colados um ao outro formando um corpo rígido. No corpo menor penduramos um peso através de uma corda e o deixamos cair de uma certa altura. Com a queda os discos ganharam movimento e com isso determinamos o momento de inércia dos discos a partir de grandezas dinâmicas e pelo método geométrico, assim como verificamos a lei de conservação de energia mecânica. A diferença percentual encontrada é de 1,8%. Objetivo Verificar a lei da conservação da energia mecânica total de um sistema onde existe um movimento de rotação; determinar o momento de inércia de dois discos concêntricos a partir de medidas de grandezas dinâmicas; determinar o momento de inércia de dois discos concêntricos pelo método geométrico. Dados experimentais M1 = 868 g ± 10 M2= 182 ± 10 R1= 10 cm ± 0,1 R2= 5 ± 01 m= 111,5 g ± 0,05 h= 149 cm ± 0,1 T1= 2,53s T2= 2,25s T3= 2,31s T4= 2,28s T5= 2,35s T6= 2,31s T7= 2,34 T8= 2,34 T9= 2,28 T10= 2,25 T= 2,32s ± 0,05 A= 55,4 cm/s² ± 2,43 Exemplos de cálculos Depois de cálculado 10 vezes o tempo para tirar a média somamos todos e dividimos por 10 T = ( 2,53 + 2,25 + 2,31 +2,28 + 2,34 + 2,31 + 2,34 + 2,34 + 2,28 + 2,25) : 10 = 2,32 s Agora iremos determinar o desvido do tempo( ΔT) Δt= (0,23+0,05+0,01+0,02+0,04+0,01+0,04+0,04+0,02+0,05): 10 = 0,05 Para determiner a aceleraçãousando a altura h e o tempo médio: a= = 2x149 / (2,32)²= 55,4 cm/s² Determinar o desvido da aceleração Δa= a ( + ) = 55,4 ( + ) = 2,43 cm/s² Determinar o momento de inércia Iexp= ( - 1 )mR2² = ( 980/55,4 – 1) 111,5 . 5² = 46522 Igeo= M1R1² +M2R2² = ½ 868x10² + ½ 182x5² = 45675 Diferença percentual DP = | (Iexp – Igeo) / Igeo | . 100% = | (46522 - 45675) / 45675 | . 100% = 1,8% Análise de erros Erros quantitativos: Medição da fita: ± 0,1 cm Erros qualitativos: Resistência do ar Erro ao determinar a altura exata de partida Velocidade inicial da massa pendurada não ser exatamente igual à zero Movimento do suporte dos discos Reflexo ao acionar o cronômetro Propagação de erros: ∆L= 0,1 cm ∆m=0,3 g Discussão dos resultados e conclusões Os resultados encontrados para os momentos de inércia teórico e experimental foram, respectivamente: Igeo =45675 g.cm² e Iexp = 46522 g.cm². A diferença percentual calculada entre eles foi de 1,8%. Com isso concluímos que a experiência foi bem sucedida, pois a DP encontrada é pequena e pode ser considerada aceitável devido aos erros qualitativos atrelados a experiência. Questões Calcule a tensão no fio. T = m( g-a) T = 864 ( 981 – 55,4) T= 799718,4 N Obtenha a expresão I = [ (g/a – 1] mR2² , a partir da 2ª lei de Newton. ∑T = I ᾀ F . d = I ᾀ F = T então mg – T = ma T = mg – ma a= ᾀ R² ᾀ = a/ R² I = F d / ᾀ I= m(g-a). R² / (a/R²) I = [ (g/a – 1] mR²
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